Аспирант ГУАП разработал стенд для отработки оптической системы взаимной ориентации и навигации микроспутников

Стенд предназначен для имитации движения малых космических аппаратов на орбите с большой степенью свободы. Его уникальность заключается в возможности применении оптического метода, а главная задача – в обеспечении максимальной точности позиционирования.

Создателем устройства выступил аспирант Института аэрокосмических приборов и систем, кафедры аэрокосмических измерительно-вычислительных комплексов ГУАП, Михаил Епринцев. Разработка входит в состав лабораторного комплекса, предназначенного для отработки алгоритмов взаимной ориентации и навигации спутников оптическим методом на малых расстояниях. Определение положения аппаратов друг относительно друга при таком методе осуществляется благодаря анализу изображения, получаемого с камеры ведущего спутника. При помощи программной обработки на снимке выделяются светодиодные маркеры, находящиеся на гранях наблюдаемого аппарата. Этот метод отличается высоким быстродействием, что очень важно, учитывая высокие скорости движения аппаратов и малые расстояния между ними

Расположение маркеров и форма их рисунка известны заранее: они определяются еще на этапе проектирования аппарата. Это позволяет определить, на каком расстоянии, под каким углом и какой гранью наблюдаемый спутник повернут к камере. Полученные данные дают возможность формировать и посылать управляющий сигнал ведомому аппарату для изменения его ориентации в пространстве или выполнения других маневров.

Так, устройство моделирует движение ведомого или наблюдаемого микроспутника. Для наилучшей отработки системы взаимной ориентации необходимо обеспечить наибольшие возможности его вращательного движения относительно начального положения аппарата, сохранив при этом его полную видимость с определенного ракурса.

– Мы постарались реализовать возможность неограниченного вращения спутника вокруг начальной точки по двум из трех осей. По третьей ограничение составляет 180 градусов и связано с необходимостью обеспечить наблюдение аппарата в любом его положении. Помимо этого, стенд позволяет имитировать линейные отклонения наблюдаемого спутника от начального положения, что позволяет также исследовать систему взаимной ориентации и навигации с точки зрения изменения расстояния между аппаратами. Алгоритм может работать для группировки спутников, но сейчас мы отрабатываем простой случай на двух аппаратах, – подчеркнул Михаил Епринцев.

Стенд создан для применения в научно-исследовательских институтах и лабораториях, может быть полезен в испытательных работах. Со следующего года его смогут использовать студенты, магистры и аспиранты, занимающиеся в лаборатории проектирования малых космических аппаратов ГУАП.